JH：重建雅魯藏布江流域1961-2016年逐日降水序列

降水是陸地水循環(huán)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，也是陸面水文過(guò)程模擬的重要驅(qū)動(dòng)要素，其準(zhǔn)確性對(duì)水文模型模擬和預(yù)測(cè)結(jié)果的可靠性有重要影響。青藏高原長(zhǎng)時(shí)間序列的國(guó)家氣象觀測(cè)站點(diǎn)稀少，且主要集中在東部低海拔地區(qū)，導(dǎo)致基于站點(diǎn)插值的網(wǎng)格降水?dāng)?shù)據(jù)低估高原高海拔實(shí)際降水?；谡军c(diǎn)觀測(cè)數(shù)據(jù)插值、校驗(yàn)而形成的網(wǎng)格、遙感、再分析產(chǎn)品為青藏高原高山區(qū)氣候和水文研究提供數(shù)據(jù)支撐。然而，由于觀測(cè)站點(diǎn)密度低、分布不均且受風(fēng)吹雪等問(wèn)題影響，這些降水?dāng)?shù)據(jù)在年降水量、季節(jié)分配、空間分布形態(tài)等方面存在較大偏差，給高山區(qū)水文模擬結(jié)果帶來(lái)很大不確定性，進(jìn)而導(dǎo)致錯(cuò)誤估算冰雪消融對(duì)徑流的貢獻(xiàn)。目前，高山區(qū)真實(shí)降水信息的缺乏，是深入理解冰雪補(bǔ)給流域水文水資源對(duì)氣候變化響應(yīng)機(jī)制的一個(gè)主要限制因素。

發(fā)源于青藏高原的雅魯藏布江流域降水和徑流模擬研究也面臨同樣挑戰(zhàn)。該流域真實(shí)降水量到底是多少？能否通過(guò)地面加密觀測(cè)來(lái)矯正和重建降水?dāng)?shù)據(jù)，滿(mǎn)足該流域水文模擬的需求？針對(duì)以上難題，中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所環(huán)境變化與多圈層過(guò)程團(tuán)隊(duì)、青藏高原地球科學(xué)卓越創(chuàng)新中心蘇鳳閣研究員等依托第二次青藏高原綜合科學(xué)考察，自2017年來(lái)在雅魯藏布江流域自上而下布設(shè)了12套雨量筒，整合了流域內(nèi)262個(gè)雨量筒2014-2016年月降水?dāng)?shù)據(jù)，形成較為密集的降水觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)。結(jié)合地形矯正和線(xiàn)性矯正分別對(duì)CMA和GLDAS兩套降水產(chǎn)品在雅魯藏布江巴昔卡以上7個(gè)子流域進(jìn)行校正（圖1，2），重建了該流域1961-2016年10km分辨率的逐日降水?dāng)?shù)據(jù)集（圖3）。利用重建的降水?dāng)?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)VIC水文模型模擬了雅魯藏布江流域及各子流域徑流及冰雪面積變化，并利用實(shí)測(cè)徑流、MODIS積雪覆蓋及冰川編目數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證（圖4）。結(jié)果表明：1.雅魯藏布江流域降水低估主要集中在下游羊村-奴下和奴下-巴昔卡子流域（30—32%），重建后流域年均降水量約為709mm，與矯正前相比，年均降水量增加了34%；2.流域降水整體隨海拔增加而降低，降水的地形效應(yīng)只在小尺度流域上體現(xiàn)。第三極西風(fēng)和季風(fēng)主導(dǎo)流域源區(qū)降水呈現(xiàn)不同梯度特征，西風(fēng)主導(dǎo)流域降水隨海拔增加而增加，地形效應(yīng)明顯；季風(fēng)主導(dǎo)流域的地形效應(yīng)僅在小尺度呈現(xiàn)。因此，利用地形矯正方法反演第三極高山區(qū)降水時(shí)應(yīng)綜合考慮流域的氣候系統(tǒng)和流域面積。

近日，該成果以“Precipitation correction and reconstruction for streamflow simulation based on 262 rain gauges in the upper Brahmaputra of southern Tibetan Plateau”為題，發(fā)表在《Journal of Hydrology》(https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2020.125484)上，第一作者為我所在讀博士生孫赫，通訊作者為蘇鳳閣研究員。該成果為雅魯藏布江流域徑流模擬提供了較為可靠的降水?dāng)?shù)據(jù)，也為解析青藏高原其它高山區(qū)降水?dāng)?shù)據(jù)問(wèn)題提供了方法參考。該研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(91747201，41871057)、第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究（2019QZKK0201）和中國(guó)科學(xué)院A類(lèi)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)“泛第三極環(huán)境變化與綠色絲綢之路建設(shè)”（XDA20060202）聯(lián)合資助。重建后的雅魯藏布江流域降水?dāng)?shù)據(jù)已提交至國(guó)家青藏高原科學(xué)數(shù)據(jù)中心 (

https://data.tpdc.ac.cn/)。

圖1 雅魯藏布江及各子流域2014–2016年站點(diǎn)年均降水量與海拔的關(guān)系

圖2 雅魯藏布江及各子流域2014–2016年站點(diǎn)與格點(diǎn)年均降水量的關(guān)系

圖3 雅魯藏布江及各子流域1961–2016年降水校正前后的月均和年均降水量對(duì)比

圖4 雅魯藏布江及各子流域1980–2000年校正前后降水?dāng)?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型模擬月均徑流與實(shí)測(cè)徑流對(duì)比

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所